filogenia

Estos animales marinos son un eco de hace 600 millones de años y no se le parecen a nada.

newbranchEn el fondo de los mares de Tazmania esperaba una sorpresa que ha de sacudir el árbol de la vida animal desde su tronco, si lo que proponen sus descubridores resulta verdad. Hace más de 27 años, el zoólogo Jean Just, del Museo de Historia Natural de la Universidad de Copenhague en Dinamarca, recogía los ejemplares de animales recolectados entre 400 y 1,000 metros de profundidad sin sospechar que entre las redes tenía ejemplares de un tipo de animal que no se podría ubicar en ninguna clasificación conocida. Se trataba de organismos milimétricos en forma de hongo que, sin embargo, mostraban las características básicas de los animales: son multicelulares y sus células tienen núcleo (así que no son bacterias ni protozoarios) y tienen estructuras para digerir la comida que ingieren (así que no son algas ni plantas). Esto, no obstante, Just no lo sabría hasta años después, cuando se puso a analizar a detalle todo lo que tenía pendiente de aquel crucero del ‘86. Y fue hasta esta semana que publicó, junto con algunos colegas suyos de su universidad, el resultado de sus análisis: estos animales, a los que bautizó con el nombre de género Dendrogramma, no se pueden ubicar en ningún grupo conocido y los organismos con los que guardan más similitud son fósiles que existieron hace unos 600 millones de años. Uno de los científicos que primero leyeron su artículo, según relatan los autores en el mismo texto, sugirió que estos animales debían fundar un nuevo filo en la clasificación. Los filos, (o phyla, como prefieren decirles los científicos), son las ramas más gruesas de la taxonomía tradicional sólo después de los reinos. Además, por las características de estos minúsculos organismos, probablemente sean uno de los filos más antiguos del reino.

Una forma de hacer una división gruesa de todos los animales es por su simetría. Se traza una línea imaginaria en el cuerpo del animal y se busca si los lados son un reflejo uno del otro. Si es así, se tiene a un animal de simetría bilateral. Esto ocurre con casi todos los animales en los que uno pueda pensar: humanos, cangrejos, escorpiones, tiburones blancos, moscas de la fruta, lombrices, nematodos, pulpos... Si no ocurre así, probablemente se trate de una medusa o una esponja. A las medusas se les puede partir en “rebanadas”, así que tienen simetría radial (si se les mira desde arriba) y las esponjas no tienen simetría en absoluto. Esta forma de dividir a los animales no sólo es geométricamente divertida, sino que también informa sobre la antigüedad de los grupos. Se cree que los animales sin simetría en sus cuerpos surgieron antes que los de simetría radial, y éstos surgieron antes que los de simetría bilateral. Los animales que Just examinó durante varios años en la mesa de su laboratorio, y que sólo mostró al mundo después de estar seguro de lo que veía, tienen a duras penas una simetría radial, y esto le hace pensar que pueden ser más antiguos que las medusas. ¿Serán tan antiguos como los primeros animales?

“Sería increíblemente emocionante si los autores hubieran encontrado un grupo desconocido de animales que divergió de los otros animales hace tanto tiempo”, dice un biólogo evolutivo entrevistado para el sitio de noticias de la revista Nature. Los 600 millones de años de antigüedad que tienen los fósiles con los que Just y sus colegas le encuentran parecido a Dendrogramma trazarían su rama del árbol de la vida hasta el momento en el que surgían los primeros esbozos de lo que significa ser animal.

Aquellos fósiles pertenecen a un grupo de animales llamados “fauna de Ediacara”, nombrados así por el estrato geológico en el que se les encontró. En ellos no hay rastro de patas, aletas, conchas, apéndices, órganos, sistemas o casi todo lo que vemos en los animales actuales. De hecho, muchos de ellos probablemente tenían una vida parecida a la que hubiera tenido una hierba submarina. Se piensa que, salvo contados casos, esos primeros intentos de animales no dejaron descendencia hacia eones posteriores, porque sus extrañas formas no tienen ningún eco en los animales que les siguieron. Hasta que Just y sus colegas encontraron a Dendrogramma.

Una forma adicional de encontrar similitud entre estos animales y todos los demás que existen en el mundo sería a través de su ADN. Desafortunadamente, por las técnicas de preservación que los zoólogos usaron durante su colecta, les es imposible recuperar esas moléculas de los tejidos. Hasta que se vuelvan a encontrar más ejemplares vivos de Dendrogramma, se podrán hacer los estudios necesarios para averiguar si estos animales, con su extraña forma fungoide y su actitud de “soy de lo más básico que un animal podría ser”, realmente provienen de las raíces del árbol de la vida que se hunden en las nieblas del tiempo evolutivo.

Fuentes:

Artículo Original en laRevista PLOS | Nota en la Revista Nature | Nota original en el Blog de Historias Cienciacionales

Daños colaterales en la evolución: el apéndice.

"Sólo sirve para infectarse", dijo el doctor cuando le pregunté la función de mi apéndice, que estaba a punto de sacarme. Yo tenía la idea de que el apéndice es una estructura vestigial en los seres humanos. Es decir, un órgano que en el pasado evolutivo servía de algo a nuestros ancestros, pero que actualmente no realiza ninguna función. La razón de que se sigan conservando estructuras vestigiales como lo sería el apéndice es que no ha ocurrido ninguna mutación que las haga desaparecer. Las estructuras vestigiales son citadas frecuentemente como pruebas de la evolución, pues muestran cómo, únicamente por herencia, existen ciertos rasgos que incluso llegan a estorbar; por ejemplo, los huesitos de lo que alguna vez fueron patas en las serpientes (herencia de su pasado como lagartijas) y las muelas del juicio en los humanos. apendice

La idea de que el apéndice es una estructura vestigial viene de Darwin, quien en su libro The Descent of Man (traducido al español como El origen del hombre), elaboró una hipótesis sobre este órgano que no parece tener una función clara más que, como dijo mi doctor, infectarse. Según Darwin, nuestros ancestros, que se alimentaban principalmente de hojas con alto contenido en celulosa, requerían de bacterias que les ayudaran a digerir tanta fibra. Estas bacterias se alojan en el cecum, una parte del intestino que en los humanos es muy pequeña, pero que en otras especies con dietas altas en celulosa es bastante grande. En algún momento nuestros ancestros cambiaron a una dieta con menor contenido en hojas y mayor contenido en frutas. Este cambio “liberó” al cecum de su función y, por lo tanto, los cambios que le ocurrieran a éste no habrían sido problema para nuestros ancestros. Según Darwin, el cecum comenzó a encogerse y plegarse, y uno de estos pliegues es el apéndice. Sería, como ya he dicho sobre las muelas del juicio, un daño colateral de la evolución. La hipótesis de Darwin sobre el apéndice ha sido muy popular, y se utiliza incluso como ejemplo clásico de una estructura vestigial.

Pero resulta que los humanos no somos los únicos que tenemos apéndice. Según un estudio del año pasado sobre la evolución de este órgano, realizado por un grupo internacional de científicos, hay al menos 50 especies de mamíferos que poseen una colita o pliegue que sale del intestino, es decir, un apéndice. Además, se sabe que el apéndice está formado por un tipo especial de tejido linfático que promueve el crecimiento de bacterias benéficas para el intestino y que podría jugar un papel en la respuesta inmune, especialmente en bebés y niños. Basados en esto, los investigadores del estudio elaboraron una nueva hipótesis sobre la función del apéndice, considerándolo una "casa de seguridad" para bacterias intestinales benéficas, a donde irían a refugiarse cuando ocurre una infección de bacterias dañinas, sólo para salir una vez que la infección haya pasado y poder poblar de nuevo al intestino.

Los investigadores involucrados en el estudio se preguntaron si de verdad el apéndice es un órgano vestigial asociado a la dieta y digestión o un órgano útil (adaptativo) asociado a la respuesta inmune. Para responderse, utilizaron la filogenia (el modelo de las relaciones evolutivas entre especies) de 361 mamíferos, incluyendo los que tienen apéndice, e hicieron análisis para determinar cuántas veces ha surgido esta estructura en la historia evolutiva de los mamíferos. Cuando una estructura o estructuras con función similar aparecen de manera independiente en varios linajes bajo una misma presión ambiental, se sugiere que estas estructuras son adaptaciones – es como si se hubiera encontrado la misma solución ante el mismo problema varias veces sin ser copiada.

Los resultados muestran que el apéndice ha surgido de manera independiente de 32 a 38 veces en diferentes grupos de mamíferos. Trataron de correlacionar su aparición con cambios en la dieta de estos grupos, pero no encontraron un patrón claro. De hecho, en la mayoría de las especies, no existe tal correlación. Tampoco existe correlación entre el encogimiento del cecum y la aparición del apéndice; es lo contrario: la presencia del apéndice está correlacionada positivamente con el tamaño del cecum y del colon. Esto refuta la hipótesis de Darwin. Pero hay que ser justos: él no tenía idea de que otros mamíferos, además de humanos y simios, tenían apéndice. Lo interesante es que en primates sí existe correlación entre la reducción del cecum y la aparición del apéndice, y también con el cambio de dieta.

A pesar ello, a la luz de los datos es muy probable que el apéndice, al menos en algún ancestro de los homínidos, sí tuviera una función adaptativa relacionada con el sistema inmune, probablemente como escondite durante tiempos de guerra para bacterias benéficas. Esto tiene sentido, pues la posición anatómica del apéndice lo deja fuera del camino de la digestión, que es precisamente lo que provoca que se infecte con facilidad, pues se acumulan desechos de comida y materia fecal.

Sin embargo, la historia evolutiva del apéndice humano todavía no es muy clara: los datos no resuelven completamente la duda de si en humanos esta función inmunológica es imprescindible o si el apéndice está en camino a ser un órgano vestigial. En lo que se resuelve el misterio, yo optaría por no mencionarlo como ejemplo clásico de estructuras vestigiales y, si fuera médico, tampoco desdeñaría tanto a este órgano.

Pero, siendo sincera, ya no lo extraño para nada.

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Bibliografía:

Artículo en Comptes Rendus Palevol| Nota Original | Nota en el Blog de Historias Cienciacionales | Imagen